18新利最新登入细菌是如何工作的

如果一个单一的细菌是肉眼看不到的，我们怎么能知道这么多呢?18新利最新登入

科学家们已经开发出了强大的显微镜放大细菌——长度通常在一微米到几微米(百万分之一米)之间，让我们一窥它们的内部工作原理，以及它们与植物、动物、病毒和真菌等其他生命形式的比较。18新利最新登入

你可能已经知道了，细胞作为生命的基石，不管它们是构成我们自己的组织，还是你窗外的树枝。人类、动物和植物的细胞都含有遗传信息，这些信息包含在一种叫做a的膜中18luck手机登录核．这些类型的细胞，称为真核细胞它们都有专门的细胞器，每个细胞器都有独特的工作来保持细胞的工作和健康。新利国际网站品牌官网

然而，细菌没有细胞核18新利最新登入，它们的遗传物质或DNA，在细胞内自由浮动。这些显微镜下的细胞没有细胞器，它们有不同的繁殖和交换遗传物质的方法。细菌分为原核的细胞．

除了基本的分类，科学家们还根据以下因素将细菌分为不同的阵营:

微生物学——研究所有不同类型的微生物，包括细菌、古生菌、真菌、病毒和原生动物——利用越来越丰富的知识进一步将细菌与它们的微生物兄弟区分开来。

类似的原核生物现在被归为古生菌领域，但在研究人员对它们了解得更多之后，他们给古生菌中的微生物赋予了自己的类别，因为它们与真核细胞有相似之处。

像人类、植物和动物一样，细菌也需要食物才能生存。

有些细菌自养生物这意味着它们利用阳光、水和环境中的化学物质等基本输入来创造食物(想想蓝藻，它们已经将阳光转化为氧气大约250万年了)[来源:Konhauser等人。］．研究人员称之为其他细菌异养生物因为它们从现有的有机物质中获取能量作为食物(想想森林地面上的枯叶)。

事实是，对细菌来说很有食欲的东西可能对我们来说很排斥。从石油泄漏和核副产品到人类粪便和腐烂物质，它们已经进化到各种各样的东西。

但细菌对特定食物来源的偏好可以造福社会。例如，意大利的艺术专家们用细菌来吃掉威胁无价艺术品寿命的多余的盐层和胶水。18新利最新登入联合］．细菌回收有机物质的技巧也派上了用场，尤其是考虑到它们在土壤和水中作为地球表面回收者的巨大作用。

在日常生活中，你可能对垃圾桶里的恶臭中饥饿细菌的气味诱导作用再熟悉不过了，因为它们会吸收你的剩菜剩饭，将其分解并释放出自己的气体副产品。不过，事情还不止于此。在消化过程中，当你肠道中的细菌释放恶臭的甲烷时，你也要把这些自然召唤的时刻(是的，胀气)归咎于细菌。

只要有机会，细菌就会生长并形成菌落。如果食物和环境条件有利，它们会繁殖并形成粘性聚集体生物膜为了在各种各样的表面上生存，从溪流中的岩石到嘴里的磨牙。

生物膜有优点也有问题。一方面，他们是互惠互利的玩家。另一方面，它们可能是一个严重的威胁。例如，医生用医疗植入物设备特别关注生物膜，因为这些表面是细菌的主要场所。一旦被定植，生物膜会产生对人体有毒甚至致命的副产品。

就像城市里的人一样，生物膜中的细胞通过发送信息来彼此交流，分享食物供应和潜在危险的信息。18luck手机登录但细菌不是打电话给邻居，而是通过化学物质向附近的朋友发送备忘录。

但细菌也不害怕单飞。事实上，一些物种已经找到了在恶劣环境中生存的方法。当没有食物留下或情况变得更糟时，这些细菌会通过制造一种叫做细菌的坚硬外壳来保存自己内生孢子，使细胞处于休眠状态，保存细菌的遗传物质[来源:康奈尔大学微生物学系］．

一位科学家甚至在100年后发现并检查的时间胶囊中发现了细菌，而其他科学家小组则发现了可以追溯到2.5亿年前的细菌[来源:西尔弗曼；弗里兰等人。］．这一切都表明，细菌可以在很长一段时间18新利最新登入内自我保存。

既然我们知道细菌是有机会的殖民者，让我们看看它们是如何通过分裂和繁殖到达那里的。18新利最新登入

18新利最新登入细菌最初是如何形成菌落的?

细菌，就像地球上其他形式的生命一样，需要自我复制才能生存。而人类和其他生物通过有性生殖在美国，它对细菌的作用略有不同。

但首先，我们将讨论为什么多样性是一件好事。

生活经历自然选择或特定环境中的选择性力量，允许一种类型茁壮成长和繁殖更多。你可能还记得生物课上讲过，基因是指示细胞做什么事情的单位——是让你的头发变成棕色还是金色，是让你的眼睛变成绿色还是蓝色。你从父母那里得到的基因提供了良好的组合。此外，有性生殖产生了突变或者DNA的随机变化，从而创造了多样性。遗传多样性越多，生物就越有可能适应环境的限制。

对于细菌来说，繁殖不是遇到合适的微生物并定居下来的问题;它只是复制自己的DNA并分裂成两个相同的细胞。这个过程叫做二分体当一个细菌复制自己的DNA并将遗传物质转移到细胞的两端后，就会分裂成两个。

由于产生的细胞在基因上与它的来源完全相同，这种繁殖方法并不是创造多样化细胞的最佳方法基因库．

那么细18新利最新登入菌是如何获得新基因的呢?

事实证明，细菌会使用一些技巧来完成这项工作，最终结果是水平基因转移或者在不繁殖的情况下交换遗传物质。细菌有几种方法可以做到这一点。一种方法是从细胞外的环境中获取遗传物质，依赖于其他微生物和细菌(通过称为质粒的分子)。另一个结果是病毒以细菌为宿主。在感染新细菌时，病毒会顺便在新细菌中留下先前细菌的遗传物质[来源:Marraffini］．

交换遗传物质使细菌能够灵活地适应——一旦它们感觉到环境中的压力变化，如食物短缺或化学变化，一些细菌就会这样做。

更好地了解细菌是如何适应的对于理解和对抗细菌是非常重要的18新利最新登入电阻药物中的抗生素。细菌可以频繁地交换遗传物质，以前有效的治疗方法下次可能就行不通了。

既然我们已经在微观层面上仔细研究了细菌是如何工作的，让我们退一步来看一下它18新利最新登入们在大图中的位置。

问题不是“细菌在哪里?”而是“哪里没有细菌?”

它们几乎在地球上随处可见。一次完全掌握地球上细菌的数量是不可能的，但一些估计指出，像细菌和古细菌这样的微生物大约有5亿亿种——这是10的28次方!【来源:惠特曼等。)

确定有多少种细菌，或可分类的细菌类型，仍18新利最新登入然很困难。有人估计大约有3万个正式确定的物种，但科学家们还在不断地学习和增加他们的知识库，认为我们还没有触及到物种的真实数量[来源:Dykhuizen］．

事实上，细菌已经存在了很长很长一段时间。事实上，它们孕育了一些已知最早的生物化石，可追溯到35亿年前[来源:加州大学古生物博物馆］．科学证据表明，蓝藻在25亿至23亿年前开始在世界海洋中制造氧气，从而产生了地球大气和丰富的氧气供我们呼吸[来源:Konhauser等人。］．

细菌可以在空气、水、土壤、冰和极端高温中生存;在植物上;甚至在我们的肠道里，在我们的皮肤上，在其他动物的皮肤上。

有些细菌极端微生物这意味着它们可以承受极端的环境，要么非常热，要么非常冷，要么缺乏我们通常与生命有关的营养和化学物质。研究人员发现了细菌马里亚纳海沟它是太平洋下地球上最深的地方，此外还有水下加热喷口和冰。

但乐趣并不局限于该领域的研究人员。游客们被细菌更美丽的自然美所吸引，比如黄石国家公园的乳白色水池，它以色彩鲜艳的嗜热细菌为地标。

尽管细菌对人类和地球的健康做出了勇敢的贡献，但它们也有黑暗的一面。新利国际网站品牌官网某些细菌有可能致病性这意味着它们会导致疾病。

纵观人类历史，一些细菌(可以理解)名声不好，引起公众的焦虑和歇斯底里。取瘟疫例如。导致鼠疫的细菌鼠疫杆菌它不仅杀死了超过1亿人，而且还塑造了历史，甚至导致了罗马帝国的崩溃[来源:疾病控制和预防中心］．在抗生素或能够治疗细菌感染的药物出现之前，感染很难停止。

即使在今天，这些致病菌仍然沉重地困扰着我们。引起一系列疾病的细菌——从炭疽热肺炎、脑膜炎、霍乱、沙门氏菌和链球菌性咽喉炎大肠杆菌葡萄球菌感染，我们无法治疗，多亏了抗生素耐药性．

这对金黄色葡萄球菌这种细菌负责葡萄球菌感染．这种“超级细菌”给医院和医疗诊所带来了巨大的问题，病人在医疗植入物和导管插入时更有可能接触到它。新利国际网站品牌官网

在上一节中，我们讨论了自然选择，以及一些细菌如何拥有更多样化的基因来帮助它们应对环境的挑战。18新利最新登入如果你感染了，而你体内的一些细菌与其他细菌不同，抗生素可能会照顾到大部分细菌。但这也给了不受抗生素影响的微生物繁殖和扎根的空间。这就是为什么医生建议远离抗生素，除非你真的需要它们。

生物武器是这场对话中另一个令人恐惧的方面。在某些情况下，细菌可以被用作武器，包括在炭疽恐慌中使用，以及嵌入喷雾剂中。

受到细菌影响的不仅仅是人类。事实上，细菌甚至对沉没的泰坦尼克号也很有胃口[来源:考夫曼］．这个物种被命名为Halomonas titanicae腐蚀着这艘历史悠久的船的金属。

我们已经了解了细菌是如何有害18新利最新登入的。在下一节中，我们将看看它们如何帮助我们。18新利最新登入

让我们花点时间来看看细菌好的一面。毕竟，正是这些微生物给我们带来了美味的食物，如奶酪、啤酒、酸面包和其他发酵食品。他们还是医学和促进人类健康的无名英雄。新利国际网站品牌官网

我们也要感谢细菌塑造了人类的进化。科学正在从18luck手机登录微生物群，或生活在我们体内的微生物特别是在我们的消化系统和肠道中。研究表明，细菌以及它们带给我们身体的多样性和新的遗传物质，使人类能够适应和开发以前无法使用的新食物来源[来源:Backhed等人。］．

从这个角度来看:细菌排列在你的胃和肠道表面，为你“工作”。当你吃东西的时候，细菌和其他微生物会帮助你分解并从食物中吸取营养，尤其是碳水化合物比如玉米，土豆，面包和米饭。我们摄入和接触到的细菌种类越多，我们体内的细菌群落就越多样化。

虽然我们对自己微生物群落的了解充其量只是刚刚开始，但有证据表明，体内缺乏某些微生物和细菌会影响一个人的健康、新陈代谢以及对过敏原和疾病的易感性。新利国际网站品牌官网对小鼠的初步研究表明，肥胖等代谢性疾病与微生物群的多样性和健康有关，而不是我们主流的“卡路里进，卡路里出”方法[来源:新利国际网站品牌官网考克斯］．

在早期阶段，粪便移植将健康个体的粪便微生物分享给另一个人显示出早期前景。新利国际网站品牌官网18新利最新登入是的，这可能不是最好的心理形象，但科学和治疗某些胃肠道疾病的选择看起来很有希望。关于益生菌的研究正在进行，这种微生物被认为对健康有益，但截至2014年11月，关于益生菌使用的一般性建议尚未确立。新利国际网站品牌官网

此外，细菌已经成为科学思维和人类医学发展的游戏规则改变者。细菌在1884年科赫假设的发展中发挥了主导作用，科赫假设是将特定微生物与疾病联系起来的一系列考虑因素。

在其他贡献中，研究细菌的研究人员偶然发现了青霉素——一种挽救了无数生命的抗生素——以及最近一种更简单的编辑生物体基因组的方法，这可能会彻底改变医学[来源:Marraffini］．研究人员对细菌进行了改良，使其在许多方面有益于人类健康，包括生产用于治疗糖尿病的胰岛素。新利国际网站品牌官网

我们才刚刚开始了解我们能从细菌朋友身上学到的一切。